Espectros De Emision De Metales

ESPECTROS DE EMISIÓN DE METALES

AUTORES: Alejandra Roca, Arnoldo Rodríguez, Mariana Vergara, Nataly Zambrano.

RESUMEN

En esta experiencia tuvimos como objetivos interpretar las diferencias cualitativas observadas entre los espectros de emisión en algunos metales y soluciones.

ABSTRACT

In this Experience we had as objectives interpret the qualitative differences that we saw between the emission spectrum of some metals and solutions.

Palabras claves (Espectros, emisión, metales, soluciones)

Key Words (Spectrum, emission, metals, solutions)

INTRODUCCIÓN

El espectro de emisión es una técnica en la que analiza las longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o moléculas durante su transición desde un estado excitado a un estado de inferior energía. Cada elemento emite un conjunto característico de longitudes de onda discretas en función de su estructura electrónica. Mediante la observación de estas longitudes de onda puede determinarse la composición elemental de la muestra. El espectro de emisión se desarrolló a finales del siglo 19, y los esfuerzos teóricos para explicar los espectros de emisión atómica condujeron a la mecánica cuántica.

Hay muchas maneras en que los átomos pueden ser llevados a un estado excitado. El método más simple es calentar la muestra a una temperatura alta, produciéndose las excitaciones debido a las colisiones entre átomos de la muestra. Este método se utiliza en la espectrometría de emisión de llama, y fue también el método utilizado por Anders Jonas Ångström cuando descubrió el fenómeno de las líneas de emisión discretas en 1850.

A pesar de que las líneas de emisión están causadas por una transición entre estados energéticos cuantizados, y pueden ser muy agudas a primera vista, tienen una anchura finita; es decir, se componen de más de una longitud de onda de luz. Esta ampliación de la línea espectral tiene muchas causas diferentes.

Las líneas de emisión en los gases calientes fueron descubiertas por Ångström, y la técnica fue desarrollada por David Alter, Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen.

La espectrometría de emisión suele llamarse a menudo espectrometría de emisión óptica, debido a la naturaleza de la luz que se emite.

Cada Elemento tiene un espectro de emisión único. Las líneas de característica de un espectro atómico se emplean en el análisis químico para identificar átomos desconocidos, de la misma forma en las que las huella digitales sirven para identificar a una persona. Cuando las líneas del espectro de emisión de un elemento conocido coinciden exactamente con las líneas del espectro de emisión de una muestra desconocida, es posible establecer la identidad de la muestra.

Líneas del espectro de emisión

En nuestro experimento trabajamos con Sodio, Potasio Magnesio, Calcio, Bario, Hierro, Cobre y Cinc. Estas son las respectivas líneas del espectro de emisión.

Reacciones químicas peligrosas con el agua

Metales alcalinos - Grupo 1A

Los elementos metálicos alcalinos del grupo 1 de la Tabla Periódica son todos ellos sólidos que en contacto con el agua provocan la rápida descomposición de ésta para combinarse vigorosamente con el anión (OH) -creando los correspondientes hidróxidos estables y liberando hidrógeno.

Dicha reacción es muy exotérmica.

Influye en la celeridad o violencia de la reacción, además de la temperatura del agua, el grado de subdivisión del sólido, ya que si el elemento está troceado o particulado, la superficie de contacto con el agua es mucho mayor, acrecentándose entonces la peligrosidad.

• Li Litio

• Na Sodio

• K Potasio

• Rb Rubidio

• Cs Cesio

Potasio

Reacción típica2: K + 2 H2O 2 KOH + H2

Singularidades:

• El calor de reacción en el caso del potasio es suficiente para inflamar el hidrógeno.

• El potasio en contacto con el oxígeno del aire genera trazas de hiperóxido potásico (KO2), producto también muy reactivo con el agua (ver peróxidos), por lo que una atmósfera rica en oxígeno acrecienta la peligrosidad del potasio en su reacción con el agua.

• En el caso del Cesio la reacción de descomposición del agua es capaz de iniciarse a muy baja temperatura (-116 ºC), inflamándose fácilmente también el hidrógeno liberado.

Metales alcalinos térreos - Grupo 2A

Los elementos alcalino térreos igual como los alcalinos pero con menor vigorosidad reaccionan exotérmicamente con el agua generando los correspondientes hidróxidos y liberando hidrógeno.

Su reactividad se acrecienta al incrementarse su peso atómico aunque el calor liberado por la reacción no es suficiente para iniciar la combustión del gas inflamable.

• Mg Magnesio

• Ca Calcio

• Sr Estroncio

• Ba Bario

Magnesio

Reacción típica:

Mg + 2 H2 O Mg(OH)2+ H2

Singularidades:

● El magnesio finamente dividido, en contacto con el agua es susceptible de explotar bajo la acción de un impacto.

● La acción del calcio sobre el agua puede ser vigorosa particularmente en presencia de cloruro férrico, cloruro de oro o cloruro de platino.

Cinc - Grupo 2B

El cinc en estado de subdivisión y en masa humidificada por vapor de agua da lugar a un desprendimiento de hidrógeno susceptible de inflamarse por el calor de reacción.

Reacción típica:

Zn + 2 H2O Zn(OH)2+ H2

Singularidad:

• En contacto con el aire

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